UA125107C2 - Пристрій та спосіб перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки - Google Patents
Пристрій та спосіб перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки Download PDFInfo
- Publication number
- UA125107C2 UA125107C2 UAA202006483A UAA202006483A UA125107C2 UA 125107 C2 UA125107 C2 UA 125107C2 UA A202006483 A UAA202006483 A UA A202006483A UA A202006483 A UAA202006483 A UA A202006483A UA 125107 C2 UA125107 C2 UA 125107C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- slider
- cylinder
- crankshaft
- motion
- movement
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 197
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 85
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 12
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 36
- 238000013461 design Methods 0.000 description 19
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
- F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/24—Multi-cylinder engines with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
- F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
- F16H21/40—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for interconverting rotary motion and oscillating motion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Винахід належить до способів перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки та безшатунних пристроїв для перетворення зворотно-поступального руху поршнів, штоків та інших подібних елементів в обертовий рух колінчастого вала та навпаки, і може бути використаний як силовий привод, наприклад, у двотактних або чотиритактних двигунах. Пристрій для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, який включає протилежно розташовані циліндри, кожен з яких містить поршень, виконаний із штоком, який виконаний з можливістю надання зворотно-поступального руху засобу перетворення руху, виконаному із пазом, а також включає з'єднаний із маховиком колінчастий вал, із шийкою якого сполучені два крейцкопфи, один з яких розташований в пазу одного засобу перетворення руху з можливістю переміщення по ньому, а другий розташований в пазу іншого засобу перетворення руху з можливістю переміщення по ньому, при цьому поздовжні осі пазів засобів перетворення руху виконані під прямим кутом одна до одної та встановлені із перехрещенням із можливістю їх перетинання в кожному робочому положенні засобів перетворення руху. При цьому пристрій включає корпус, який розташований між циліндрами та виконаний із протилежно розташованими поздовжніми напрямними, протилежно розташовані циліндри є двома розташованими один навпроти одного співвісними циліндрами, засоби перетворення руху є повзунами, що виконані з можливістю зворотно-поступального руху по відповідних повздовжніх напрямних корпусу, пази повзунів виконані під кутом 454 до центральних поздовжніх осей штоків, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів і в дзеркальному відображенні відносно один одного, а також включає два перемикаючих засоби, кожний з яких сполучений із штоком та виконаний з можливістю руху обох повзунів у напрямку протилежно розташованого циліндра, та два перемикаючих пристрої, кожний з яких виконаний з можливістю перемикання перемикаючого засобу з одного повзуна на інший із заданим інтервалом часу. Спосіб перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, за яким вмиканням електростартера обертають маховик та колінчастий вал, рухають обертанням колінчастого вала перший засіб перетворення руху у бік першого циліндра, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у протилежно розташованому другому циліндрі, після досягнення першим засобом перетворення руху крайового положення його рухають у напрямку протилежно розташованого другого циліндра штоком поршня першого циліндра, стискаючи робочу суміш у другому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у першому циліндрі та обертанням колінчастого вала. Також під час руху першого повзуна у бік першого циліндра до досягнення першим повзуном крайового положення перший повзун сполучають із першим перемикаючим засобом, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі, та одночасно рухають другий повзун обертанням колінчастого вала у бік, протилежний руху першого повзуна, після цього при досягненні першим повзуном крайового положення, наближеного до першого циліндра, рухають другий повзун обертанням колінчастого вала у напрямку руху першого повзуна, після чого перший перемикаючий засіб сполучають з другим повзуном першим перемикаючим пристроєм та рухають другий повзун у бік другого циліндра, обертаючи колінчастий вал та стискаючи робочу суміш у другому циліндрі, після чого рухають перший повзун у напрямку руху другого повзуна та сполучають його із перемикаючим засобом другого циліндра, після чого при досягненні другим повзуном крайового положення, наближеного до другого циліндра, сполучають перший перемикаючий засіб із першим повзуном першим перемикаючим пристроєм та рухають другий повзун у бік першого циліндра обертанням колінчастого вала, після чого при досягненні першим повзуном крайового положення, наближеного до другого циліндра, сполучають другий перемикаючий засіб із другим повзуном другим перемикаючим пристроєм, після чого рухають перший повзун у бік першого циліндра та повторюють вказані вище операції.
Description
центральних поздовжніх осей штоків, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів і в дзеркальному відображенні відносно один одного, а також включає два перемикаючих засоби, кожний з яких сполучений із штоком та виконаний з можливістю руху обох повзунів у напрямку протилежно розташованого циліндра, та два перемикаючих пристрої, кожний з яких виконаний з можливістю перемикання перемикаючого засобу з одного повзуна на інший із заданим інтервалом часу.
Спосіб перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, за яким вмиканням електростартера обертають маховик та колінчастий вал, рухають обертанням колінчастого вала перший засіб перетворення руху у бік першого циліндра, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у протилежно розташованому другому циліндрі, після досягнення першим засобом перетворення руху крайового положення його рухають у напрямку протилежно розташованого другого циліндра штоком поршня першого циліндра, стискаючи робочу суміш у другому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у першому циліндрі та обертанням колінчастого вала. При цьому попередньо виконують корпус, який розташований між двома співвісними циліндрами, із протилежно розташованими поздовжніми напрямними, виконують пази повзунів направленими у дзеркальному відображенні відносно один одного, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів та під кутом 45 градусів до центральних поздовжніх осей штоків, з'єднують засоби перетворення руху, які є повзунами, із відповідними поздовжніми напрямними корпусу з можливістю зворотно-поступального руху повзунів, сполучають один перемикаючий засіб із одним штоком, а інший перемикаючий засіб з іншим штоком. Також під час руху першого повзуна у бік першого циліндра до досягнення першим повзуном крайового положення перший повзун сполучають із першим перемикаючим засобом, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі, та одночасно рухають другий повзун обертанням колінчастого вала у бік, протилежний руху першого повзуна, після цього при досягненні першим повзуном крайового положення, наближеного до першого циліндра, рухають другий повзун обертанням колінчастого вала у напрямку руху першого повзуна, після чого перший перемикаючий засіб сполучають з другим повзуном першим перемикаючим пристроєм та рухають другий повзун у бік другого циліндра, обертаючи колінчастий вал та стискаючи робочу суміш у другому циліндрі, після чого рухають перший повзун у напрямку руху другого повзуна та сполучають його із перемикаючим засобом другого циліндра, після чого при досягненні другим повзуном крайового положення, наближеного до другого циліндра, сполучають перший перемикаючий засіб із першим повзуном першим перемикаючим пристроєм та рухають другий повзун у бік першого циліндра обертанням колінчастого вала, після чого при досягненні першим повзуном крайового положення, наближеного до другого циліндра, сполучають другий перемикаючий засіб із другим повзуном другим перемикаючим пристроєм, після чого рухають перший повзун у бік першого циліндра та повторюють вказаний вище перелік операцій.
Технічним результатом є зниження витрат енергії на рух елементів кінематичного зв'язку між поршнем та колінчастим валом, утворення максимального плеча передачі енергії тиску робочої суміші на колінчастий вал, збільшення довжини ходу поршнів, зменшення габаритних розмірів двигуна та його силового привода, підвищення ККД двигуна без підвищення витрат палива та спрощення конструкції.
Технічним результатом також є забезпечення ефективного використання тиску робочої суміші у циліндрах для руху поршнів та обертання колінчастого вала при максимальній передачі енергії тиску робочої суміші на максимальне плече колінчастого валу, зменшення затримки поршнів у циліндрах під час їх перебування у верхній мертвій точці та нижній мертвій точці, зниження енергетичних витрат та забезпечення максимального крутного моменту для обертання колінчастого вала.
ОМ з ; : ШИ сенс н й ЕН «Фіг Я
Винахід належить до способів перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки та безшатунних пристроїв для перетворення зворотно-поступального руху поршнів, штоків та інших подібних елементів в обертовий рух колінчастого вала та навпаки, і може бути використаний як силовий привод, наприклад, у двотактних або чотиритактних двигунах.
З рівня техніки відомий двигун внутрішнього згоряння з безшатунним механізмом перетворення зворотно-поступального руху поршнів в обертальний рух робочого вала (авторське свідоцтво на винахід БО 118471 А, МПК БО1В 9/02, опубліковано 10.12.1973 р.) із зіркоподібно розташованими циліндрами, поршні яких попарно жорстко зв'язані між собою штоками, зчленованими через підшипники з середніми шийками колінчастого вала, що має обертання крайніх шийок, з переміщенням поршневих систем і штоків, які їх зв'язують по осі протилежних циліндрів, при цьому робочий вал двигуна виконаний з двох частин з кривошипами, що несуть підшипники для закріплення в них, на радіусі однієї чверті ходу поршнів, крайніх шийок колінчастого вала, і обладнаний сполучним валом, що фіксує за допомогою шестерень положення кривошипів обох частин робочого вала один відносно одного.
Відомий також безшатунний механізм для перетворення зворотно-поступального руху в обертальний (патент на винахід КО 2107204 С1, МПК Е16Н 21/18, гО2В 75/24, БО2В 75/32, БО1В 1/08, РО18 9/02, опубліковано 20.03.1998 р.), що містить корпус, здвоєні опозитно розташовані поршні із загальним штоком, при цьому всередині корпусу є жорстко закріплена сонячна шестірня, яка перебуває в зачепленні з планетарної шестірнею, співвідношення діаметрів ділильних кіл 2/1, для зняття потужності з поршневих штоків застосовується кривошипний вал, який розташований перпендикулярно площині сонячної шестірні і вісь якого проходить через центр її ділильної окружності, на шийці вала, що має ексцентриситет, рівний 1/4 діаметра ділильного кола цієї шестірні, розташована планетарна шестірня, що має шарнірне з'єднання з шийкою кривошипного вала, на протилежних площинах якої діаметрально розташовані два ексцентрики, центри яких знаходяться на діаметрі ділильного кола цієї шестірні, ексцентрики мають шарнірне з'єднання з серединою кожної пари поршневих штоків.
Також відомий опозитний безшатунний двигун внутрішнього згоряння (патент на винахід ВО 2568350 02, МПК БО28 75/32, БО28 75/24, опубліковано 20.11.2015 р.), що містить по два циліндри на кожній з паралельних осей, в кожній парі циліндрів по два поршні, жорстко з'єднані
Зо пластиною, обладнаною поперечної прорізом з двома напрямними, по яких вільно ковзає крейцкопф з підшипниками для шийки колінчастого вала перпендикулярно руху поршнів, і колінчастий вал з жорстким кріпленням в підшипникових опорах, що стоять по обидві сторони від пластин, і з взаємно перпендикулярними шийками, що обертаються у внутрішніх підшипниках крейцкопфа, що забезпечує чергування між робочими тактами через 90".
Крім того відомий безшатунний двотактний двигун (патент на винахід КО 2133847 С2, МПК
Е02В 75/28, Г02В8 33/14, опубліковано 27.07.1999 р.) з протилежно розташованими в одному циліндрі двома поршнями подвійної дії, з двома колінчастими валами, кінематично пов'язаними між собою однією парою шестерень, в якому колінчастий вал і поршень з'єднані ланкою зв'язку, що розміщена в пазу поршня і охоплює шатунну шийку колінчастого вала, при цьому орієнтовані один до одного днища поршнів утворюють камеру згоряння, протилежні днища - продувну частину, при цьому паз в поршні для розміщення ланки зв'язку виконаний похилим, під кутом 802 до осі поршня, а діаметр продувних частин кожного циліндра в 1,2-1,3 разу більше, ніж діаметр його робочої частини.
Окрім того з сучасного рівня техніки відомий безшатунний механізм (авторське свідоцтво на винахід ЗО 1726875 АТ, МПК Е16Н 21/40, опубліковано 15.04.1992 р.), що містить корпус з опозитно розташованими в ньому циліндрами, в яких розташовані поршні, жорстко зв'язаний з ними повзун з пазом і два вали із закріпленими на них зубчастими колесами з можливістю взаємодії останніх, при цьому механізм обладнаний додатковою парою зубчастих коліс, встановлених ідентично наявним і з ексцентрично розташованими на них пальцями, паз в повзуні виконаний М-подібним з рівними плечима, а пальці з'єднані з основними і додатковими зубчастими колесами, встановлені в них своїми кінцями на підшипниках і виконані в своїй середній частині у вигляді прямокутних призм для взаємодії з поверхнями М-подібного паза повзуна.
Загальними і головними недоліками усіх перелічених вище аналогів є неефективне використання тиску робочої суміші у циліндрах для руху поршнів та обертання колінчастого вала, втрата енергії робочої суміші при її передачі через поршень на колінчастий вал і зменшений крутний момент для обертання колінчастого вала, які зумовлені недосконалою конструкцією складових елементів відомих аналогів, утворюючих кінематичний зв'язок між циліндрами та колінчастим валом. У відомих аналогах при перебуванні поршнів у нижній бо мертвій точці та вищій мертвій точці у циліндрах не забезпечується максимальна передача енергії робочої суміші на максимальне плече колінчастого вала. При збільшенні плеча колінчастого вала зменшується тиск робочої суміші у циліндрі, що виключає передачу максимально можливої енергії робочої суміші, а при зменшенні плеча колінчастого вала тиск робочої суміші відповідно збільшується. Вказаний недолік призводить до затримки поршнів у верхній та нижній мертвій точці, зменшення крутного моменту для обертання колінчастого вала, зниження ККД силового приводу та двигуна в цілому, збільшення їх габаритних розмірів та ускладнення конструкції, а також призводить до неекономних витрат палива.
Найближчим аналогом винаходу, що заявляється, є привідний механізм для двигунів внутрішнього згоряння (або так званий двигун Бурка) (патент на винахід В 514842 А, МПК
ЕО1В 9/02, БО2В 75/22, опубліковано 20.11.1939 р.), який включає дві пари співвісно та протилежно розташованих циліндрів, кожен з яких містить поршень, виконаний із штоком, який виконаний з можливістю надання зворотно-поступального руху засобу перетворення руху, виконаному із пазом, а також включає з'єднаний із маховиком колінчастий вал, із шийкою якого сполучені два крейцкопфи, один з яких розташований в пазу одного засобу перетворення руху з можливістю переміщення по ньому, а другий розташований в пазу іншого засобу перетворення руху з можливістю переміщення по ньому, при цьому поздовжні осі пазів засобів перетворення руху виконані під прямим кутом одна до одної та встановлені із перехрещенням із можливістю їх перетинання в кожному робочому положенні засобів перетворення руху, засобами перетворення руху є округлі пластини, при цьому одна округла пластина з'єднана із штоками однієї пари протилежно розташованих циліндрів, інша округла пластина з'єднана із штоками іншої пари протилежно розташованих циліндрів, пази обох округлих пластин виконані під прямим кутом до центральних поздовжніх осей штоків, а обидві округлі пластини виконані з можливістю лінійного руху у взаємно перпендикулярних напрямках.
Найближчим аналогом винаходу, що заявляється, є також спосіб використання вказаного вище привідного механізму для двигунів внутрішнього згоряння (знайдено 07.09.2020 р. на сторінці веб-ресурсу у мережі Інтернет за посиланням НЕрз//ги.дуе м/іКілмікі/ВошкКе епдіпе), за яким вмиканням електростартера обертають маховик та колінчастий вал, рухають обертанням колінчастого вала перший засіб перетворення руху у бік першого циліндра, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у протилежно
Зо розташованому другому циліндрі, після цього рухають обертанням колінчастого вала другий засіб перетворення руху у бік третього циліндра та у напрямку, перпендикулярному напрямку руху першого засобу перетворення руху, стискаючи робочу суміш у третьому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у протилежно розташованому четвертому циліндрі, після досягнення першим засобом перетворення руху крайового положення його рухають у напрямку протилежно розташованого другого циліндра штоком поршня першого циліндра, стискаючи робочу суміш у другому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у першому циліндрі та обертанням колінчастого вала, після чого після досягнення другим засобом перетворення руху крайового положення його рухають у напрямку протилежно розташованого четвертого циліндра штоком поршня третього циліндра, стискаючи робочу суміш у четвертому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у третьому циліндрі та обертанням колінчастого вала, після чого вказану вище послідовність операцій повторюють.
Недоліками найближчого аналога є неефективне використання тиску робочої суміші у циліндрах для руху поршнів та обертання колінчастого вала, зменшення кількості енергії робочої суміші, що передається на максимальне плече колінчастого вала, підвищена затримка поршнів у циліндрах під час їх перебування у верхній мертвій точці та нижній мертвій точці, зменшення крутного моменту для обертання колінчастого вала, знижений ККД та підвищені витрати палива, які зумовлені конструктивним рішенням найближчого аналога та принципом якого роботи.
Подібно до попередніх аналогів у найближчому аналогу рухи поршнів та обертання колінчастого вала можливо виразити у вигляді синусоїди. Конструктивне рішення, яке зумовлює такий рух, зокрема полягає у тому, що при максимальному тиску робочої суміші у циліндрі вісь шийки колінчастого вала та поздовжня вісь штока, який зумовлює обертання колінчастого вала, фактично співпадають. При цьому при знаходженні поршнів найближчого аналога у вищій мертвій точці або нижній мертвій точці у відповідних циліндрах шийка колінчастого вала приймає положення, при якому її подальший рух потребує додаткових витрат енергії. У випадку, коли шийка колінчастого вала найближчого аналога приймає положення, при якому вона може бути зрушена із найменшими витратами енергії робочої суміші, поршні циліндрів, в свою чергу приймають положення, при якому їх штоки не здатні передати максимальну енергію, яку несе тиск робочої суміші на поршні, на обертання колінчастого вала.
Таким чином найближчий аналог не позбавлений конструктивних недоліків, внаслідок яких на максимальне плече колінчастого вала не передається максимальна енергія робочої суміші, що призводить до втрат енергії робочої суміші та неефективного використання тиску робочої суміші, зменшення крутного моменту та зниження ККД двигуна.
Окрім того потреба у використанні чотирьох циліндрів для обертання колінчастого вала призводить до надмірних витрат палива та ускладнює конструкцію найближчого аналога.
Незважаючи на те, що найближчий аналог може бути виконаний із однією парою співвісно та протилежно розташованих циліндрів та відповідно одним засобом перетворення руху, головний недолік, описаний вище, неможливо усунути подібним спрощенням конструкції, а інші відомі способи покращення конструкції, наприклад, збільшення робочого об'єму циліндра та відповідне подовження ходу поршнів та штоків, призводять до збільшення габаритних розмірів двигуна, його ваги та збільшення витрат палива без суттєвого підвищення ККД.
Технічною задачею заявленого винаходу є створення нового пристрою перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, який характеризується вдосконаленою просторовою схемою розташування шийки колінчастого вала відносно поздовжньої осі штока, який рухає колінчастий вал, в момент максимального тиску робочої суміші у циліндрі, при якому шийка колінчастого вала розташована на заданій відстані від осі вищевказаного штока, утворюючи плече прикладання зусилля тиску поршня при його переміщенні у циліндрі.
Технічною задачею заявленого винаходу також є створення нового способу перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, який характеризується ефективним використанням тиску робочої суміші у циліндрах для руху поршнів та обертання колінчастого вала, зменшенням затримки поршнів у циліндрах під час їх перебування у верхній мертвій точці та нижній мертвій точці, низькими енергетичними витратами та збільшенням крутного моменту для обертання колінчастого вала.
Вирішення поставленої технічної задачі досягається тим, що пристрій для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, який включає протилежно розташовані циліндри, кожен з яких містить поршень, виконаний із штоком, який виконаний з можливістю надання зворотно-поступального руху засобу перетворення руху, виконаному із пазом, а також включає з'єднаний із маховиком колінчастий вал, із шийкою якого сполучені два крейцкопфи, один з яких розташований в пазу одного засобу перетворення руху з можливістю переміщення по ньому, а другий розташований в пазу іншого засобу перетворення руху з можливістю переміщення по ньому, при цьому поздовжні осі пазів засобів перетворення руху виконані під прямим кутом одна до одної та встановлені із перехрещенням із можливістю їх перетинання в кожному робочому положенні засобів перетворення руху, згідно з винаходом включає корпус, який розташований між циліндрами та виконаний із протилежно розташованими поздовжніми напрямними, протилежно розташовані циліндри є двома розташованими один навпроти одного співвісними циліндрами, засоби перетворення руху є повзунами, що виконані з можливістю зворотно-поступального руху по відповідних повздовжніх напрямних корпусу, пази повзунів виконані під кутом 457 до центральних поздовжніх осей штоків, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів і в дзеркальному відображенні відносно один одного, а також включає два перемикаючих засоби, кожний з яких сполучений із штоком та виконаний з можливістю руху обох повзунів у напрямку протилежно розташованого циліндра, та два перемикаючих пристрої, кожний з яких виконаний з можливістю перемикання перемикаючого засобу з одного повзуна на інший із заданим інтервалом часу.
Окрім того, згідно з винаходом, перемикаючі засоби сполучені із кінцевими частинами відповідних штоків, а перемикаючі пристрої виконані з можливістю нахилу відповідних штоків у боковому напрямку на заданий кут відносно осі їх руху із заданим інтервалом часу.
При цьому, згідно з винаходом, колінчастий вал встановлений на двох опорних підшипниках у картері.
Технічним результатом є зниження витрат енергії на рух елементів кінематичного зв'язку між поршнем та колінчастим валом, утворення максимального плеча передачі енергії тиску робочої суміші на колінчастий вал, збільшення довжини ходу поршнів, зменшення габаритних розмірів двигуна та його силового приводу, підвищення ККД двигуна без підвищення витрат палива та спрощення конструкції.
Також вирішення поставленої задачі досягається тим, що за способом перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, за яким вмиканням електростартера обертають маховик та колінчастий вал, рухають обертанням колінчастого вала перший засіб перетворення руху у бік першого циліндра, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі із бо одночасним накопиченням робочої суміші у протилежно розташованому другому циліндрі, після досягнення першим засобом перетворення руху крайового положення його рухають у напрямку протилежно розташованого другого циліндра штоком поршня першого циліндра, стискаючи робочу суміш у другому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у першому циліндрі та обертанням колінчастого вала, згідно пропозиції, попередньо виконують корпус, який розташований між двома співвісними циліндрами, із протилежно розташованими поздовжніми напрямними, виконують пази повзунів направленими у дзеркальному відображенні відносно один одного, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів та під кутом 45 градусів до центральних поздовжніх осей штоків, з'єднують засоби перетворення руху, які є повзунами, із відповідними поздовжніми напрямними корпусу з можливістю зворотно- поступального руху повзунів, сполучають один перемикаючий засіб із одним штоком, а інший перемикаючий засіб з іншим штоком, при цьому під час руху першого повзуна у бік першого циліндра до досягнення першим повзуном крайового положення перший повзун сполучають із першим перемикаючим засобом, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі, та одночасно рухають другий повзун обертанням колінчастого вала у бік, протилежний руху першого повзуна, після цього при досягненні першим повзуном крайового положення, наближеного до першого циліндра, рухають другий повзун обертанням колінчастого вала у напрямку руху першого повзуна, після чого перший перемикаючий засіб сполучають з другим повзуном першим перемикаючим пристроєм та рухають другий повзун у бік другого циліндра, обертаючи колінчастий вал та стискаючи робочу суміш у другому циліндрі, після чого рухають перший повзун у напрямку руху другого повзуна та сполучають його із перемикаючим засобом другого циліндра, після чого при досягненні другим повзуном крайового положення, наближеного до другого циліндра, сполучають перший перемикаючий засіб із першим повзуном першим перемикаючим пристроєм та рухають другий повзун у бік першого циліндра обертанням колінчастого вала, після чого при досягненні першим повзуном крайового положення, наближеного до другого циліндра, сполучають другий перемикаючий засіб із другим повзуном другим перемикаючим пристроєм, після чого рухають перший повзун у бік першого циліндра та повторюють вказаний вище перелік операцій.
Технічним результатом є забезпечення ефективного використання тиску робочої суміші у циліндрах для руху поршнів та обертання колінчастого вала при максимальній передачі енергії
Зо тиску робочої суміші на максимальне плече колінчастого вала, зменшення затримки поршнів у циліндрах під час їх перебування у верхній мертвій точці та нижній мертвій точці, зниження енергетичних витрат та забезпечення максимального крутного моменту для обертання колінчастого вала.
Причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками винаходу та очікуваним технічним результатом полягає у наступному.
У сукупності суттєвих ознак заявленого винаходу забезпечується вказаний вище технічний результат за рахунок вдосконалення складових елементів пристрою для перетворення зворотно- поступального руху в обертовий рух та навпаки, які забезпечують кінематичний зв'язок між поршнями та колінчастим валом, зокрема вдосконалення конструкції засобів перетворення руху, а також зміни просторової схеми розташування шийки колінчастого вала відносно поздовжньої осі штока, який рухає колінчастий вал, в момент максимального тиску робочої суміші у циліндрі, при якому шийка колінчастого вала розташована на заданій відстані від осі вищевказаного штока, утворюючи плече прикладання зусилля тиску поршня при його переміщенні у циліндрі.
Сукупність суттєвих ознак, яка характеризує конструкцію заявленого пристрою, дозволяє забезпечити вказаний вище технічний результат, оскільки конструктивне виконання корпусу із напрямними, засобів перетворення руху, які є повзунами, із пазами, виконаними під кутом 459 до центральних поздовжніх осей штоків, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів і в дзеркальному відображенні відносно один одного, а також наявність двох перемикаючих засобів, кожний з яких сполучений із штоком та виконаний з можливістю руху обох повзунів у напрямку протилежно розташованого циліндра, та двох перемикаючих пристроїв, кожний з яких виконаний з можливістю перемикання перемикаючого засобу з одного повзуна на інший із заданим інтервалом часу, дозволяє забезпечити несинхронний рух зворотно-поступальний рух повзунів по напрямних та відповідне розділення роботи між повзунами за одне їх проходження у бік одного з циліндрів по напрямних корпусу. Такий несинхронний рух повзунів, забезпечений вищевказаним нахилом пазів повзунів до центральних поздовжніх осей штоків, перебуванням шийки колінчастого вала у місці перехрещування пазів повзунів, а також перемиканням руху повзунів за допомогою пристроїв та засобів перемикання із заданим інтервалом часу, можливо виразити у вигляді двох синусоїд.
Розділення роботи між повзунами забезпечується, в першу чергу, за рахунок перемикання їх руху. Кожний з повзунів заявленого пристрою почергово взаємодіє з кожним із штоків за одне проходження в бік одного циліндра по напрямних корпусу, при цьому один з повзунів стискає робочу суміш у циліндрах, а інший - обертає колінчастий вал, отримуючи енергію тиску робочої суміші від штока та перемикаючого засобу та рухаючись по поздовжній напрямній із прискоренням відносно руху стискаючого повзуна. При цьому заявлене виконання пазів та розташування у них крейцкопфів дозволяє під час активації кожного з перемикаючих пристроїв забезпечити знаходження шийки вала у положенні, при якому утворюється максимальна передача енергії тиску робочої суміші на колінчастий вал через тиск на повзун та зумовлений таким тиском рух крейцкопфів у пазах та шийки колінчастого вала. Взаємне розташування пазів дозволяє шийці колінчастого вала перебувати у місці перехрещення пазів та направляти рух крейцкопфів у пазах та навпаки бути направленою їх переміщення у пазах.
Виконання перемикаючих засобів сполученими із кінцевими частинами відповідних штоків, а також виконання перемикаючих пристроїв з можливістю нахилу відповідних штоків у боковому напрямку на заданий кут відносно осі їх руху із заданим інтервалом часу є переважним варіантом виконання заявленого пристрою, оскільки при вказаному виконанні конструктивних елементів заявленого пристрою перемикання відповідних засобів між повзунами не потребує великих витрат енергії та складних за конструкцією та технічним обслуговуванням пристроїв.
Крім того у вказаному варіанті виконання заявленого пристрою ані перемикаючи засоби, ані перемикаючі пристрої, ані штоки не піддані великому зносу і можуть тривалий час виконувати свої функції без потреби у ремонті або заміні.
Виконання колінчастого вала заявленого пристрою встановленим на двох опорних підшипниках у картері дозволяє підвищити надійність заявленого пристрою та забезпечити здійснення заявленого способу без суттєвого зносу колінчастого вала, оскільки двох опорних підшипників, встановлених у картері, достатньо для сприйняття навантажень від обох циліндрів та поршнів та одночасного обертання колінчастого вала.
Здійснення заявленого способу перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки забезпечується безпосередньо конструктивним вирішенням штоків, перемикаючих засобів і пристроїв, повзунів та пазів у повзунах заявленого пристрою. Фактично заявлений спосіб являє собою послідовність операцій, виконуваних із складовими елементами заявленого пристрою, та полягає у перетворенні початкового обертання маховика та з'єднаного з ним колінчастого вала у зворотно-поступальний рух повзунів та поршнів і у наступному перетворенні зворотно-поступального руху повзунів та поршнів в обертання колінчастого вала та маховика.
При заявленому конструктивному виконанні елементів кінематичного зв'язку між поршнями та колінчастим валом при одному проходженні обох повзунів по напрямних корпусу у бік одного з циліндрів один з повзунів, який рухається першим та є ближчим до вказаного циліндра, виконує роботу по стисненню робочої суміші у циліндрі та руху поршня у циліндрі до вищої мертвої точки, а другий повзун, який рухається із заданим інтервалом відносно першого повзуна, виконує роботу по обертанню вала після займання робочої суміші у циліндрі та після відповідного руху поршня у циліндрі до нижньої мертвої точки. У момент займання стисненої у циліндрі робочої суміші шийка колінчастого вала знаходиться у положенні, при якому забезпечується максимальна передачі енергії робочої суміші на максимальне плече колінчастого вала. Таке положення характеризується тим, що пряма, проведена від центра основи шийки колінчастого вала до центра маховика, розташована під кутом 452 до центральної поздовжньої осі штока. При цьому виконання пазів виконаними під кутом 457 до центральних поздовжніх осей штоків, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів і в дзеркальному відображенні відносно один одного, дозволяє крейцкопфам у пазах прийняти відповідне положення та забезпечити необхідну довжину ходу штока. Перемикання з одного повзуна на інший за допомогою перемикаючого засобу та перемикаючого пристрою необхідне для безперервного обертання колінчастого вала та маховика в одному напрямку, а також для надання другому повзуну необхідного прискорення для дотримання інтервалу між його рухом у напрямку другого циліндра та рухом першого повзуна.
Так само завдяки заявленому конструктивному виконанню складових елементів заявленого пристрою після здійснення описаних вище операцій при наближенні до другого циліндра при одному проходженні обох повзунів по напрямних корпусу у бік другого циліндра другий повзун, який рухається першим та є ближчим до вказаного циліндра, виконує роботу по стисненню робочої суміші у другому циліндрі та руху поршня у відповідному циліндрі до вищої мертвої точки, а перший повзун, який рухається із заданим інтервалом відносно другого повзуна, виконує роботу по обертанню вала після займання робочої суміші у циліндрі та після бо відповідного руху поршня у циліндрі до нижньої мертвої точки. У момент займання стисненої у другому циліндрі робочої суміші шийка колінчастого вала знаходиться у положенні, при якому забезпечується максимальна передачі енергії робочої суміші на максимальне плече колінчастого вала. Таке положення характеризується тим, що пряма, проведена від центра основи шийки колінчастого вала до центра маховика, розташована під кутом 452 до центральної поздовжньої осі штока поршня другого циліндра (або під кутом 1352 до центральної поздовжньої осі штока поршня першого циліндра).
Циклічність проведення вказаних вище операцій, які здійснюють із повзунами, крейцкопфами та шийкою колінчастого вала, дозволяє безперервно перетворювати зворотно- поступальний рух поршнів та штоків в обертальний рух колінчастого вала і маховика та навпаки, у тому числі, зменшуючи затримки поршнів у вищій мертвій точці та нижній мертвій точці за рахунок вдосконаленого руху повзунів відносно один одного по напрямних корпусу.
Тиск робочої суміші у циліндрах передає максимальну кількість енергії виключно на максимальне плече колінчастого вала, що дозволяє, в свою чергу, створити збільшений крутний момент та підвищити ККД заявленого пристрою, ефективно використовуючи енергію тиску робочої суміші після її займання. При цьому завдяки конструкції заявленого пристрою усувається потреба в характерному для найближчого аналога одночасному функціонуванні чотирьох циліндрів, що спрощує конструкцію заявленого пристрою порівняно з найближчим аналогом, зменшує його габаритні розміри та зменшує витрати палива.
Конструкція заявленого пристрою для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, а також здійснення способу перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки пояснюється за допомогою наступних креслень:
Фіг. 1 - Вигляд заявленого пристрою для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки збоку у повздовжньому перерізі у варіанті виконання.
Фіг. 2 - Вигляд заявленого пристрою для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки зверху із умовно не показаною верхньою стороною корпусу у варіанті виконання.
Фіг. З - Вигляд у поздовжньому перерізі одного з циліндрів заявленого пристрою для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, поршня, штока, перемикаючого пристрою та перемикаючого засобу у варіанті виконання.
Зо Фі. 4 - Графіки руху повзунів заявленого пристрою для перетворення зворотно- поступального руху в обертовий рух та навпаки.
На кресленнях схематично зображений переважний, але не виключний, варіант виконання заявленого пристрою для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, який включає два циліндри 2 і 3, які містять поршні 4 і 5 відповідно, які виконані із штоками 6 і 7 відповідно, два повзуни 10 та 11, виконані із пазами 15, а також включає з'єднаний із маховиком (на Фіг. не показаний) колінчастий вал 12, із шийкою 17 якого сполучені два крейцкопфи 16. Заявлений пристрій також включає корпус 1, виконаний із поздовжніми напрямними 13, два перемикаючих засоби 8 і 9 та два перемикаючих пристрої 14. Невід'ємними частинами обох циліндрів 2 та З є пристрої для займання робочої суміші 18.
Корпус 1 розташований між циліндрами 2 та 3, призначений для розміщення у ньому елементів кінематичного зв'язку між поршнями 4 і 5 та колінчастим валом 12. У переважному варіанті виконання корпус 1 містить по парі поздовжніх напрямних 13 на протилежно розташованих сторонах. Такими поздовжніми напрямними 13 можуть бути рейки, пази або інші подібні засоби. Поздовжні напрямні 13 корпусу 1 можуть бути з'єднані або можуть бути розташовані паралельно одна одній відповідно зворотно-поступальному руху повзунів 10 та 11.
Циліндри 2 та З є протилежно розташованими один навпроти одного та співвісними, і призначені для поміщення у них робочої суміші, а також для розташування у них з можливістю зворотно-поступального руху поршнів 4 і 5. У варіанті виконання заявленого пристрою циліндри 2 та З можуть бути з'єднані із корпусом 1. Поршні 4 та 5 призначені для передачі тиску робочої суміші у циліндрах 2 та З на елементи кінематичного зв'язку.
Штоки б та 7 з'єднані із перемикаючими пристроями 14, з'єднані із поршнями 4 та 5 відповідно є елементами кінематичного зв'язку між вказаними поршнями 4 і 5 та колінчастим валом 12. У переважному варіанті виконання перемикаючі засоби 8 та 9 сполучені із кінцевими частинами відповідних штоків 6 та 7, а перемикаючі пристрої 14 виконані з можливістю нахилу відповідних штоків 6 та 7 у боковому напрямку на заданий кут а відносно осі їх руху із заданим інтервалом часу. Такий нахил може бути здійснений, наприклад, шляхом бокового тиску перемикаючого засобу 14 на штоки 6 та 7 у необхідних напрямках. Перемикаючі засоби 8 та 9 можуть бути виконані у вигляді ступінчастих виступів штоків, вилок або інших подібних конструктивних елементів.
Повзуни 10 та 11 є засобами перетворення руху та елементами кінематичного зв'язку між поршнями 4 і 5 та колінчастим валом 12, виконані з можливістю зворотно-поступального руху по відповідних повздовжніх напрямних 13 корпусу 1, та виконані із пазами 15, які виконані під кутом 457 до центральних поздовжніх осей штоків б та 7, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів 10 та 11 ії в дзеркальному відображенні відносно один одного.
Поздовжні осі пазів 15 повзунів 10 та 11 виконані під прямим кутом одна до одної та встановлені із перехрещенням із можливістю їх перетинання в кожному робочому положенні повзунів 10 та 11. У переважному варіанті заявленого пристрою повзунами 10 та 11 є дві чотирикутні пластини із заокругленими кутами, які розташовані у корпусі 1 паралельно одна одній та напрямним 13.
Колінчастий вал 12 з'єднаний із маховиком (на Фіг. не показаний) та виконаний із шийкою 17, яка у даному випадку є шийкою ексцентрика. У переважному варіанті виконання заявленого пристрою колінчастий вал 12 встановлений на двох опорних підшипниках у картері, а його ексцентрик розташований у корпусі 1.
Перемикаючий пристрій 14 може бути механічним і може керуватися стороннім контрольним пристроєм або може бути елементом системи подачі мастила.
Один з крейцкопфів 16 розташований в пазу одного повзуна 10 з можливістю переміщення по ньому, а другий крейцкопф 16 розташований в пазу іншого повзуна 11 з можливістю переміщення по ньому, при цьому обидва крейцкопфи 16 сполучені із шийкою 17 колінчастого вала 12. Кінцеві частини пазів 15 можуть бути обладнані засобами замазування крейцкопфів 16.
Рух повзунів 10 та 11 за заявленим способом може бути виражений на графіку два синусоїдами 19 та 20 відповідно, при цьому моменти перемикання перемикаючих засобів 8 та 9 відображений у вигляді точок перемикання 21.
Заявлений спосіб перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки здійснюють за допомогою заявленого пристрою для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки наступним чином.
Попередньо виконують корпус 1, який розташований між двома співвісними циліндрами 2 і
З, із протилежно розташованими поздовжніми напрямними 13, виконують пази 15 повзунів 10 і 11 направленими у дзеркальному відображенні відносно один одного, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів 10 і 11 та під кутом 457 до центральних поздовжніх осей
Зо штоків, з'єднують засоби перетворення руху, які є повзунами 10 і 11, із відповідними поздовжніми напрямними 13 корпусу 1 з можливістю зворотно-поступального руху повзунів 10 і 11, сполучають один перемикаючий засіб 8 із одним штоком 6, а інший перемикаючий засіб 9 з іншим штоком 7.
Потім вмиканням електростартера запускають холостий хід двигуна та обертають маховик та з'єднаний з ним колінчастий вал 12. Обертаючи колінчастий вал 12, обертають також його шийку 17, сполучену із крейцкопфами 16. Рух шийки 17 зумовлює рух крейцкопфів 16 у пазах 15 повзунів 10 та 11 та тиск крейцкопфів 16 на стінки вказаних пазів 15, що в свою чергу призводить до руху повзунів 10 та 11 по напрямним 13 корпусу 1.
Перший повзун 11 рухають у бік першого циліндра 3, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі З із одночасним накопиченням робочої суміші у протилежно розташованому другому циліндрі 2. Під час руху першого повзуна 11 у бік першого циліндра З до досягнення першим повзуном 11 крайового положення перший повзун 11 сполучають із першим перемикаючим засобом 9, стискаючи тим самим робочу суміш у першому циліндрі 3, та одночасно рухають другий повзун 10 обертанням колінчастого вала 12 у бік протилежний руху першого повзуна 11.
Таким чином забезпечують інтервал у русі повзунів 10 та 11, і перший повзун 11 рухається із заданим прискоренням відносно другого повзуна 10 у бік циліндра 3.
Після цього при досягненні першим повзуном 11 крайового положення, наближеного до першого циліндра 3, рухають другий повзун 10 обертанням колінчастого вала 12 у напрямку руху першого повзуна 11. Під час досягнення першим повзуном 11 крайового положення поршень 5 циліндра З знаходиться у вищій мертвій точці, максимально стискаючи робочу суміш.
Таке положення поршня 5 забезпечують за рахунок тиску першого повзуна 11 на перемикаючий засіб 9 та шток 7.
Після чого перший перемикаючий засіб 9 сполучають з другим повзуном 10 першим перемикаючим пристроєм 14 та рухають другий повзун 10 у бік другого циліндра 2, обертаючи колінчастий вал 12 та стискаючи робочу суміш у другому циліндрі 2. Такий рух другого повзуна 11 зумовлений активацією пристрою для займання робочої суміші 18 у першому циліндрі 3, займанням робочої суміші та її тиском на поршень 5 та шток 7. Сполучення першого перемикаючого засобу 9 з другим повзуном 11 першим перемикаючим пристроєм 14 може бути здійснене, наприклад, за рахунок відхилення штока 7 у боковому напрямку на заданий кут а із бо наступним відхиленням першого перемикаючого засобу 9 та його упором на другий повзун 11.
При цьому при виконанні описаних операцій шийка 17 колінчастого вала 12 перебуває у точці, яка відхилена від точки початкового розташування шийки 17 на 457, що забезпечує максимальну передачу енергії тиску робочої суміші на утворене максимальне плече.
Після описаного вище руху другого повзуна 10 у бік другого циліндра 2 обертанням колінчастого вала 12 та рухом крейцкопфів 16 у пазах 15 рухають перший повзун 11 у напрямку руху другого повзуна 10 та сполучають його із перемикаючим засобом 8 другого циліндра 2 відповідним перемикаючим пристроєм 14. Таким чином перший повзун 11 виконує функцію стискання робочої суміші у циліндрах 2 та 3, здійснюючи тиск на перемикаючі засоби 8 та 9 та відповідні штоки 6 та 7, а другий повзун 10 виконує функцію обертання колінчастого вала 12.
Після цього при досягненні другим повзуном 10 крайового положення, наближеного до другого циліндра 2, сполучають перший перемикаючий засіб 9 із першим повзуном 11 першим перемикаючим пристроєм 14 та рухають другий повзун 11 у бік першого циліндра З обертанням колінчастого вала 12. Під час виконання вказаної операції перший повзун 10 фактично сполучений з обома перемикаючими засобами 8 та 9.
Після цього при досягненні першим повзуном 11 крайового положення, наближеного до другого циліндра 2, сполучають другий перемикаючий засіб 8 із другим повзуном 11 другим перемикаючим пристроєм 14. Такий рух другого повзуна 11 зумовлений активацією пристрою для займання робочої суміші 18 у другому циліндрі 2, займанням робочої суміші та її тиском на поршень 4 та шток 6. Сполучення другого перемикаючого засобу 8 з другим повзуном 11 другим перемикаючим пристроєм 14 може бути здійснене, наприклад, за рахунок відхилення штока 6 у боковому напрямку на заданий кут а із наступним відхиленням другого перемикаючого засобу 8 та його упором на другий повзун 11. При цьому при виконанні описаних операцій шийка 17 колінчастого вала 12 перебуває у точці, яка відхилена від точки початкового розташування шийки 17 на 1357, що забезпечує максимальну передачу енергії тиску робочої суміші на утворене максимальне плече.
Після цього рухають перший повзун 10 у бік першого циліндра З обертанням колінчастого вала 12 та рухом крейцкопфів 16 у пазах 15 та повторюють вказаний вище перелік операцій, роблячи описану вище послідовність дій циклічною. При потребі у припиненні роботи пристрою зупиняють оберти маховика та колінчастого вала 12 або активацію пристроїв для займання
Зо робочої суміші 18.
Таким чином заявлений пристрій являє собою силовий привод, в якому кінематичний зв'язок між поршнями та колінчастим валом являє собою вдосконалений за конструкцією шотландський механізм. За заявленим способом перемикаючи рух повзунів під час знаходження поршнів у вищій мертвій точці можливо досягти максимальної передачі енергії тиску робочої суміші у циліндрах на максимальне плече, що, в свою чергу, приводить до підвищення ККД двигуна та зменшує витрати палива. При цьому конструкція заявленого пристрою є спрощеною порівняно із чотирициліндровими силовими приводами, що в свою чергу дозволяє спростити спосіб перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, який здійснюють використанням заявленого пристрою.
Порівняльний аналіз вищевказаного технічного рішення з найбільш близьким аналогом, показав, що реалізація сукупності суттєвих ознак, які характеризують запропонований винахід, призводить до появи якісно нових вказаних вище технічних властивостей, сукупність яких не була встановлена раніше з існуючого рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про відповідність запропонованого технічного рішення критерію "винахідницький рівень".
Запропоноване технічне рішення є промислово придатним, оскільки не містить у своєму складі жодних конструктивних елементів чи матеріалів, які неможливо відтворити на сучасному етапі розвитку техніки в умовах промислового виробництва.
Claims (5)
1. Пристрій для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки, який включає протилежно розташовані циліндри, кожен з яких містить поршень, виконаний із штоком, який виконаний з можливістю надання зворотно-поступального руху засобу перетворення руху, виконаному із пазом, а також включає з'єднаний із маховиком колінчастий вал, із шийкою якого сполучені два крейцкопфи, один з яких розташований в пазу одного засобу перетворення руху з можливістю переміщення по ньому, а другий розташований в пазу іншого засобу перетворення руху з можливістю переміщення по ньому, при цьому поздовжні осі пазів засобів перетворення руху виконані під прямим кутом одна до одної та встановлені із перехрещенням із можливістю їх перетинання в кожному робочому положенні засобів перетворення руху, який відрізняється бо тим, що включає корпус, який розташований між циліндрами та виконаний із протилежно розташованими поздовжніми напрямними, протилежно розташовані циліндри є двома розташованими один навпроти одного співвісними циліндрами, засоби перетворення руху є повзунами, що виконані з можливістю зворотно-поступального руху по відповідних повздовжніх напрямних корпусу, пази повзунів виконані під кутом 457 до центральних поздовжніх осей штоків, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів і в дзеркальному відображенні відносно один одного, а також включає два перемикаючих засоби, кожний з яких сполучений із штоком та виконаний з можливістю руху обох повзунів у напрямку протилежно розташованого циліндра, та два перемикаючих пристрої, кожний з яких виконаний з можливістю перемикання перемикаючого засобу з одного повзуна на інший із заданим інтервалом часу.
2. Пристрій для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки за п. 1, який відрізняється тим, що перемикаючі засоби сполучені із кінцевими частинами відповідних штоків, а перемикаючі пристрої виконані з можливістю нахилу відповідних штоків у боковому напрямку на заданий кут відносно осі їх руху із заданим інтервалом часу.
3. Пристрій для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки за п. 1, який відрізняється тим, що колінчастий вал встановлений на двох опорних підшипниках у картері.
4. Спосіб перетворення зворотно- поступального руху в обертовий рух та навпаки, за яким вмиканням електростартера обертають маховик та колінчастий вал, рухають обертанням колінчастого вала перший засіб перетворення руху у бік першого циліндра, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у протилежно розташованому другому циліндрі, після досягнення першим засобом перетворення руху крайового положення його рухають у напрямку протилежно розташованого другого циліндра штоком поршня першого циліндра, стискаючи робочу суміш у другому циліндрі із одночасним накопиченням робочої суміші у першому циліндрі та обертанням колінчастого вала, який відрізняється тим, що попередньо виконують корпус, який розташований між двома співвісними циліндрами, із протилежно розташованими поздовжніми напрямними, виконують пази повзунів направленими у дзеркальному відображенні відносно один одного, симетрично відносно центральних поздовжніх осей повзунів та під кутом 45 градусів до центральних поздовжніх осей штоків, з'єднують засоби перетворення руху, які є повзунами, із відповідними Зо поздовжніми напрямними корпусу з можливістю зворотно-поступального руху повзунів, сполучають один перемикаючий засіб із одним штоком, а інший перемикаючий засіб з іншим штоком, при цьому під час руху першого повзуна у бік першого циліндра до досягнення першим повзуном крайового положення перший повзун сполучають із першим перемикаючим засобом, стискаючи робочу суміш у першому циліндрі, та одночасно рухають другий повзун обертанням колінчастого вала у бік, протилежний руху першого повзуна, після цього при досягненні першим повзуном крайового положення, наближеного до першого циліндра, рухають другий повзун обертанням колінчастого вала у напрямку руху першого повзуна, після чого перший перемикаючий засіб сполучають з другим повзуном першим перемикаючим пристроєм та рухають другий повзун у бік другого циліндра, обертаючи колінчастий вал та стискаючи робочу суміш у другому циліндрі, після чого рухають перший повзун у напрямку руху другого повзуна та сполучають його із перемикаючим засобом другого циліндра, після чого при досягненні другим повзуном крайового положення, наближеного до другого циліндра, сполучають перший перемикаючий засіб із першим повзуном першим перемикаючим пристроєм та рухають другий повзун у бік першого циліндра обертанням колінчастого вала, після чого при досягненні першим повзуном крайового положення, наближеного до другого циліндра, сполучають другий перемикаючий засіб із другим повзуном другим перемикаючим пристроєм, після чого рухають перший повзун у бік першого циліндра та повторюють вказаний вище перелік операцій.
во і : Й ї Ії Я х сао созоФоро х Н с. І Е м 7 ! / З виш : з її сх Днжкнж ; : я ві ій Е ин ан ; прекаока ванних ГО І ЩЕ ! ТЕ а ук ха ; Я К ; | докч ше Й | НИ -
5. ЕТ МИМЕЯКИК пек я ІЗ и ж уми, А її --й- З за | Ки : В Ск і З І ! - Я | Н ва Н х: ВІДМ І -Х В Е і - с и 0 Бя і а і | і ія шк п | ї Ї З Е Ї « М шо Ки 3 і ; : / й я Н і : ! і ее ріосовоссоооовоссокй чин й Н Е Н З ї Б й З і ї : У Мккєєюкєєююєєююєюююєюююєско с і Н З Н пн й вн нн нн нн хни Я І КМХУ ц " зх ! а нн ен 1Хх ї З Гнла жу З ІІ «А ІЗ
Фіг. 1 з а т 4 - І А Її; 5 1 13 З і : и Н ! ІЗ І ї і НИ ЯН щи х Ї Й Бо і у пн ни ї х З Й : ! .: ; І і і і / ї Ц ! ншшиши А Я Ї ее Ї ) 0000008 НН ; шк ше . ; ше: -- й / ; : ші пінних пнів пан т (й КУ з З ї Ше Х ; м ж, т ! що і й -кщ / пан пон наді ніінннін ііннн ванн Се ; і ; ї Й ! пе ! ; у ії К З «4 і: ІЗ ) 1 і
Фіг. 2
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA202006483A UA125107C2 (uk) | 2020-10-07 | 2020-10-07 | Пристрій та спосіб перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки |
PCT/UA2021/000075 WO2022075960A1 (ru) | 2020-10-07 | 2021-09-06 | Устройство и способ преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение и наоборот |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA202006483A UA125107C2 (uk) | 2020-10-07 | 2020-10-07 | Пристрій та спосіб перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA125107C2 true UA125107C2 (uk) | 2022-01-05 |
Family
ID=80846986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA202006483A UA125107C2 (uk) | 2020-10-07 | 2020-10-07 | Пристрій та спосіб перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA125107C2 (uk) |
WO (1) | WO2022075960A1 (uk) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR442867A (fr) * | 1912-04-23 | 1912-09-11 | Georges Roy Harvey | Moteur à combustion interne |
DE2057654A1 (de) * | 1969-11-26 | 1971-06-16 | Yebra Pimentel Angel Lopez | Verbrennungskraftmaschine |
US4512291A (en) * | 1983-05-26 | 1985-04-23 | Kirk J David | Internal combustion engine |
SU1726875A1 (ru) * | 1989-11-20 | 1992-04-15 | Ю.И.Замаратский | Бесшатунный механизм |
-
2020
- 2020-10-07 UA UAA202006483A patent/UA125107C2/uk unknown
-
2021
- 2021-09-06 WO PCT/UA2021/000075 patent/WO2022075960A1/ru active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022075960A1 (ru) | 2022-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011105707A2 (ko) | 4행정 내연기관의 연비개선을 위한 동력전달구조 | |
RU2530670C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия | |
UA125107C2 (uk) | Пристрій та спосіб перетворення зворотно-поступального руху в обертовий рух та навпаки | |
US20040255880A1 (en) | Linear motion engine | |
RU2525995C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
US20190145507A1 (en) | Slider-crank mechanism for eliminating side forces | |
RU2096638C1 (ru) | Поршневая машина (ее варианты) | |
RU2349813C1 (ru) | Двухвальный кривошипно-шатунный механизм | |
CN110914516B (zh) | 内燃机 | |
RU139346U1 (ru) | Модульный авиационный бесшатунный поршневой двигатель | |
RU199557U1 (ru) | Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с синусоидальным механизмом преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное | |
UA61980C2 (en) | Opposite internal combustion engine | |
RU2237175C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
RU2798047C1 (ru) | Овал-ромбический механизм, устройство для преобразования возвратно-поступательного движения в вращательное движение и вращательного движения в возвратно-поступательное движение | |
RU2044905C1 (ru) | Оппозитный двигатель со встречно движущимися рабочими органами | |
RU2704510C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
RU2210692C1 (ru) | Кривошипно-шатунный механизм | |
RU2134795C1 (ru) | Способ преобразования движения в машине объемного расширения (вытеснения) и объемная машина горбаня-бродова | |
RU2126087C1 (ru) | Поршневая машина | |
RU2168036C2 (ru) | Способ работы адиабатного двигателя внутреннего сгорания со сгоранием при постоянном объеме и адиабатный двигатель внутреннего сгорания со сгоранием при постоянном объеме | |
RU2751012C1 (ru) | Многопоршневой рычажный механизм | |
RU60140U1 (ru) | Кривошипно-шатунный механизм | |
RU2420680C1 (ru) | Бесшатунный механизм преобразования движения | |
RU108494U1 (ru) | Трехвальный трехцилиндровый уравновешенный двигатель внутреннего сгорания | |
RU2378514C1 (ru) | Кривошипно-кулисная поршневая машина |